基于距离和曲率特征的三维模型检索研究

针对采用单一特征描述基于内容的三维模型检索时检索精度不高的问题,结合全局描述的距离特征和局部描述的曲率特征,提出一种新的三维模型检索算法,通过距离特征相似性和曲率特征相似性的加权和,确立模型新的相似度匹配。仿真实验结果表明,相对于单一形状特征的模型检索,该检索算法能够获得更准确的检索效果。     

基于多特征融合的三维模型检索算法

针对三维模型检索中单一特征检索效果差的难题,首先提出了三维模型的3类特征向量提取算法,即刻画模型表面特性的扩展高斯球面特征向量、反映模型内部结构的Radon变换球面分布特征向量、代表模型投影层次的视图分层压缩感知特征向量。其次,以样本模型的查询结果分类信息熵作为指标并结合监督学习过程,给出了一种多特征融合的加权系数估算方法。最后,设计了融合多特征的模型间相似度度量,完成基于查询示例的模型检索过程。仿真实验表明,提出的3类特征向量具有较好的可区分性,多特征融合检索算法的查全率与查准率有明显提升。     

基于极限投影变换的3D模型检索

基于认知理论和投影理论,提出极限投影面积方法对三维模型进行坐标标准化:将模型不断绕过模型重心的基向量旋转,采集每次坐标面投影面积,在多次迭代后得到最大面积投影,用同样办法获得另一坐标面上的最小面积投影,建立模型的坐标系.实验结果表明:该方法标准化的坐标系处理对象范围宽,适用于网格模型、点云模型和各类曲面模型,针对模型噪声、简化、攻击等有很强的鲁棒性.经该方法标准化的三维模型在3个坐标面的投影作为模型的特征描述子,并在实验中为实验模型库建立了对应的特征描述子库,使得对模型检索转化为特征描述子间的比较检索.检索实验表明:该方法针对增加了特征描述子的模型库具有较快的检索速度;同时具有较强的鲁棒性,但检索的精度稍差.     

一种基于切片的三维模型检索算法*

为了更加高效地从三维模型库中检索出相似模型,提出了一种基于切片的三维模型检索算法。首先应用主元分析对三维模型进行预处理;然后对预处理后的模型在不同位置和不同方向上进行切片,根据所得切片断面的相对面积进行三维模型检索。基于该算法设计并实现了三维模型检索系统。实验采用PSB(PrincetonShape Benchmark)提供的三维模型数据库,结果表明把模型的切片截面作为三维模型的特征描述,能有效地区分不同模型,并取得了较好的检索效果。     

三维CAD模型检索综述

对三维CAD模型检索研究现状进行了深入和系统的综述。CAD模型检索可划分为两个层次:基于视觉相似性的三维CAD模型检索、面向语义与功能描述的三维CAD模型检索。分别分析了两种检索层次下CAD模型的检索方法。在此基础上总结了三维CAD模型检索评测基准库、评测方法等。最后展望了现有研究中的难点及进一步的研究方向。     

基于面积分布算子的三维模型检索算法

在产品设计、3D制作等领域中经常使用大量的三维模型,但现有的基于属性的检索方式由于属性数据不全、不准的问题,搜索引擎还不提供有效的三维模型检索服务。提出了一种与CAD系统无关的基于面积分布算子的三维模型检索算法,该算法采用模型中顶点关联的三角形面积总和及平均面积构成的面积序列,对面积分布序列进行归一化操作和傅里叶变换等处理,得到最终的面积分布算子,将三维模型的相似度计算映射为面积分布序列的比较。在普渡大学建立的工程标准模型库(ESB)上对该算法进行了验证和比较。实验结果表明该算法客观反映了模型的相似程度,明显提高了传统的检索算法的效率和速度。     

网格分解二维投影边界点的三维模型检索方法

提出了一种网格分解二维投影边界点的三维模型检索方法．首先,对三维模型进行位姿对准、投影变换和边界点提取;然后,对提取的投影边界点用网格分解的组合方法参数化,并对该参数化函数进行傅里叶分解,得到图形特征;最后,对特征描述符做相似性匹配,计算特征比较值,得到检索结果．对比实验表明,该方法可以在较短的响应时间获得较优的检索性能．     

改进的三维模型形状分布检索算法

针对传统D1距离形状分布函数获取采样点计算复杂、模型内容描述不充分和检索速率低下等问题提出了一种改进方法。该方法的关键点是：首先采用平移和缩放对模型进行标准化处理,用于减少面片之间的差异,使得采样点均匀地落在模型的表面;其次采用三角面片的索引号进行随机数的生成,并且利用三角面片的重心和质心进行有效的计算,以便用于缩短模型的处理时间和提高检索速率。利用普林斯顿大学三维模型数据库中的部分模型作为实验数据,实现结果表明：改进的方法不会降低模型的检索性能,并有效地减少了模型查询和处理时间。     

用于3D模型检索的扩展距离球面调和表达

使用光线投射方法对3D模型定义了一个对应的球函数--扩展距离球函数,然后引入了球面调和分析方法,构造了一种对于平移、缩放和旋转变换具有不变性的特征向量,并用于基于形状的3D模型检索中.与基于向径方法结合,提高了检索的效果,扩大了应用范围.     

同心球面网格最远距离特征的三维模型检索方法

距离是三维模型特征提取中最有效、直观,也最容易让人理解的特征之一。目前基于距离信息类特征提取算法因为需要大量计算射线与模型面片的交点,时间耗费很大。针对这一问题,提出了同心球面网格最远距离特征描述子,细分三维模型,统计落人各球面网格上面片中心的最远距离,构造层次深度球面上的距离函数,然后对构造球面函数进行球面调和分析,截取球面调和系数作为特征向量。实验结果表明其检索性能优于其他同类基于距离的特征描述算法,计算时间花费也最少,计算复杂度仅为O（n）。     

基于面积分布的3D模型检索技术

基于内容的3D模型检索技术难以提取形状特征,该文通过提取表面面积分布来表示3D模型的形状特征,采用主分量分析方法确保特征满足平移不变性、旋转不变性、对称不变性。以切分块内三角面片面积和与总面积的比值作为特征,确保缩放不变性。二次型形式的距离公式计算的相似度能够有效地区分特征分量的空间位置。实验表明,基于面积分布的检索技术具有较好的检索效果。     

基于距离场的三维模型网格重建

根据任意亏格和任意边界的3D网格模型,给出一种网格重建算法。该算法通过对原始网格进行一系列自适应的局部修改操作,改进网格中三角形的质量和顶点位置分布。为减少优化过程中误差的累积,提出基于距离场的算法将新生成的顶点保留到原始网格曲面上,该算法实现简单,不需要复杂的全局参数化操作。实验结果表明,该算法有效、快速、稳定。     

基于极半径曲面矩的三维模型检索

提出一种三维极半径曲面矩,并应用于三维模型检索.三维极半径矩是一种具有平移、旋转和缩放不变性的不变量,将三维极半径矩推广到三维极半径曲面矩获得了新的不变矩,该方法不需要将三角面片表示的三维模型数据体素化,从而提高了计算速度和计算精度.同时,基于这种三维极半径曲面矩的识别算法具有很好的识别率.     

基于球体投影的三维模型检索

针对草图检索三维模型时存在的域不匹配和如何选取视图等问题,提出一种基于球体投影的三维模型检索方法。针对域不匹配问题,提出基于球体投影的二维视图获取方法,并使用高斯差分和贝塞尔曲线完成线图的提取;利用草图和投影图像之间的关系构建分类器,以获取模型的最优视图;通过两个Siamese网络获取草图和二维视图的特征,并用联合贝叶斯（Joint Bayesian）方法来融合二者的输出,从而获得最终结果。实验证明了该方法的可行性,与其他方法相比具有更好的检索效果。     

三维CAD曲面模型距离-曲率形状分布检索算法

产品三维CAD模型检索对实现产品设计信息的有效重用具有重要意义和作用.针对在工程应用中存在大量含有曲面的产品,提出一种基于距离-曲率形状分布的三维CAD曲面模型检索算法.首先在模型表面随机取点,计算出所取点的曲率以及该点到模型质心的距离;然后以模型质心为球心,统计处在不同半径球壳间所取随机点的曲率分布,分别以球壳半径和曲率为坐标轴构建距离-曲率平面网格,并统计每个网格中随机点出现的频次,从而形成距离-曲率矩阵;最后利用特定的规则计算矩阵的相似值,用该值衡量2个模型的相似程度,实现模型的相似性检索.实验结果表明,文中算法的检索性能比传统的形状分布算法有较大提高,尤其适用于自由曲面模型的检索.     

3D模型检索技术综述

全面地综述了3D模型检索技术,介绍了3D模型检索界面和一个3D模型检索系统,并对该技术领域的未来发展进行了总结和展望．